《信号与系统》解读 第1章 信号与系统概述-1：信号与系统的描述和分析方法

目录

1. 什么是广义的信号和系统

2. 什么是狭义的电信号和电系统

3. 两个研究对象：信号+系统

4. 两种分析方法：几何图形法+数学函数法

5. 两个维度与视角：时域+频域

6. 两种坐标：实平面+复平面

7. 目标：模拟信号处理+数字信号处理

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1. 什么是广义的信号和系统

广义信号：是运载消息的工具，是消息的载体。从广义上讲，它包含光信号、电信号、温度、压力、流量，自然界的声音信号等。

广义系统：是由相互作用相互依赖的若干组成部分结合而成的，具有特定功能的有机整体，而且这个有机整体又是它从属的更大系统的组成部分。

 

2. 什么是狭义的电信号和电系统

狭义信号：是指随着时间而变化的电压或电流信号。电信号可以通过幅度、频率、相位的变化来表示不同的消息。整个信号与系统就围绕着电信号的幅度、频率、相位来进行的！！

狭义系统： 在《系统与系统》中，把能加工、变换电信号的实体称作“系统”。

3. 两个研究对象：信号+系统

3.1 对象1：信号。包括输入信号、输出信号、噪声信号

不同的信号，根据其属性不同有不同非分类方法。

（1）按照在时间上是否连续分：连续时间信号、离散时间信号

• 连续时间信号

• 离散时间信号

 

（2）按在时间上是否重复分：周期时间信号、非周期时间信号

• 周期信号

是周期信号瞬时幅值随时间重复变化的信号：

• 非周期信号

 

3.2 对象2：系统

（1）系统是对信号进行控制、运算、加工、处理、变换，实现某种功能的实体。

四则运算：加、减、乘。

复杂运算：积分、微分、卷积

变换：采样、滤波、傅里叶变换、拉普拉斯变换、Z变换

 

（2）系统对处理信号的

采样：连续信号到离散信号转换ADC

插值：离散信号到连续信号转换DAC

 

在移动通信系统中：

射频RF就是连续信号系统，也称为模拟信号系统，由模拟器件完成。

BBU就是离散信号系统，也称为基带信号系统，由专用数字处理芯片DSP或FPGA或通用处理器CPU来完成。

 

（3）多个子系统可以构成更大的系统。

 

4. 两种分析方法：几何图形法+数学函数法

（1）几何图形法：直观，容易理解

（2）数学函数法：精确、可计算

一个信号，在数学上，通常就是一个函数。

函数法的最重要的意义是：可以对信号进行各种数学运算、变换等操作。

 

• 连续时间信号的表示法

 

• 离散时间信号的表示法

 

5. 两个维度与视角：时域+频域

（1）时域：自变量是时间，因变量是电信号参数：幅值

（2）频域：自变量是频率，因变量是电信号参数：幅度（最大幅值）

 

6. 两种坐标：实平面+复平面

（1）实平面

横轴x与纵轴y都是实数，表示两个变量之间的函数关系。

 

（2）复平面

复数平面即是z=a+bi ,它对应的坐标为（a,b) 。其中，a表示的是复平面内的横坐标，b表示的是复平面内的纵坐标，表示实数a的点都在x轴上，所以x轴又称为“实轴”；表示纯虚数bi的点都在y轴上，所以y轴又称为“虚轴”。y轴上有且仅有一个实点即为原点"0"。

复平面，使用来表达复信号的。

复信号是《信号与系统》中最重要、最难理解的是基本信号！

现代移动通信系统的物理层L1的信号处理由FPGA或DSP完成，而它们处理的电信号基本上都是复信号。

因此理解复信号是理解物理层信号处理的关键与核心！后续会专门深入解读！

 

7. 目标：模拟信号处理+数字信号处理

就是抽象、模拟现实系统，并用模拟和数字的硬件电子电路与数字计算机软件（数字信号处理）这两种“电子”手段设计一个特定功能的信号与系统，来解决现实的问题!